(57)【要約】  本開示の態様は、担体、銅含有粒子、及び第四級アンモニウムを含む無色材料に関する。１つ以上の実施形態では、材料は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００の範囲のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しい。幾つかの実施形態では、材料は、EPA Test Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer試験条件下、黄色ブドウ球菌の濃度において、３より大きい対数減少を示す。
2019510097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体、
銅含有粒子、及び
第四級アンモニウム
を含む材料であって、
前記担体が、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００の範囲のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しく、
前記材料が、EPA Test Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer試験条件下で、黄色ブドウ球菌の濃度において３より大きい対数減少を示す、
材料。
【請求項２】
前記銅含有粒子が、銅含有ガラス又は酸化銅（Ｉ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記銅含有粒子が、担体１ガロンあたり約５０ｇ以下の量で存在することを特徴とする、請求項１又は２に記載の材料。
【請求項４】
前記第四級アンモニウムが、約５質量％以下の量で存在することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の材料。
【請求項５】
前記担体が、ポリマー、モノマー、結合剤、又は溶媒を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の材料。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１６年１月２９日出願の米国仮特許出願第６２／２８８，７３５号の米国法典第３５編特許法１１９条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、改善された抗菌性能を有する無色材料に関し、より詳細には、第四級アンモニウム及び銅含有ガラス粒子を含む塗料に関する。
【背景技術】
【０００３】
酸化銅（Ｉ）及び金属銅は、さまざまな材料に抗菌添加剤として用いられている；しかしながら、銅は、非常に濃い色をしており、白色又は無色材料が望ましい場合には、用いることができない可能性がある。色調を調整するために着色剤を添加してもよいが、抑えた色調をもたらすか、若しくは、クリーム色又は非白色をもたらすことが多い。さらには、着色剤及び他の添加剤は、材料の抗菌活性を低下させる可能性がある。
【０００４】
第四級アンモニウムもまた、塗料などの材料に抗菌添加剤として用いられている。低濃度の第四級アンモニウム（例えば、約０．５％程度）を有する塗料は、色調に影響を与えることなく、抗微生物効果を示している；しかしながら、このような塗料は、病院環境での汚染された表面に一般に見られる最も頑丈な細菌の１つであり、病院内感染（「ＨＡＩ」）の原因となる非常によく知られている細菌である、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）に対しては、十分な抗微生物効果を示さない。特に、このような塗料は、健康上の利益にとって十分ではない、対数減少が３未満の抗微生物効果を示す。本明細書で用いられる場合、語句「健康上の利益」には、アメリカ合衆国環境保護庁のTest Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer試験条件を含めたほとんどの政府規制基準下において、公衆衛生上の利益の主張を可能にするのに十分な抗微生物効果を示す材料が含まれる。アメリカ合衆国環境保護庁（ＥＰＡ）の基準は、そのTest Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer下で、黄色ブドウ球菌の３を超える対数減少を要求している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、健康上の利益をもたらすのに十分な効能を含む、改善された抗微生物効果を示す無色材料が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様は、担体、銅含有粒子、及び第四級アンモニウムを含む無色材料に関する。１つ以上の実施形態において、材料は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００の範囲のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しい。幾つかの実施形態では、材料は、EPA Test Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer試験（「ＥＰＡ試験」）条件下、黄色ブドウ球菌の濃度において、３より大きい対数減少を示す。
【０００７】
銅含有粒子は、銅含有ガラス、酸化銅（Ｉ）、又はそれらの組合せを含む。幾つかの実施形態では、銅含有粒子は、実質的に銅含有ガラスからなる。材料中の銅含有粒子の量は、担体１ガロン（約３．７８５リットル）あたり約５０ｇ以下（例えば、担体１ガロンあたり約４ｇ〜担体１ガロンあたり約５０ｇの範囲）でありうる。１つ以上の実施形態では、第四級アンモニウムは、約５質量％以下、又は約０．５質量％以下の量で材料中に存在する。本明細書で用いられる場合、「第四級アンモニウム」とは、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化メチルベンゼトニウム、セトリモニウム、セトリミド、塩化ドファニウム（dofanium chloride）、臭化テトラエチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、臭化ドミフェン、塩化セタルコニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ミリスタルコニウム（myristalkonium chloride）、及び他の市販の第四級アンモニウム化合物など、さまざまな第四級アンモニウム化合物として存在しうる、第四級アンモニウムカチオンの塩のことを指す。
【０００８】
１つ以上の実施形態で用いられる担体は、ポリマー、モノマー、結合剤、又は溶媒を含みうる。幾つかの事例では、担体は塗料である。
【０００９】
本開示の第２の態様は、複数の銅イオンを含む塗料に関する。１つ以上の実施形態の塗料は、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌の濃度において９９％以上の低下を示す。幾つかの事例では、塗料は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９０〜約１００の範囲のＬ＊値、及び約９未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しい。
【００１０】
さらなる特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部には、その記載から当業者に容易に明らかになり、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲，並びに添付の図面を含む本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識されよう。
【００１１】
前述の概要及び後述する詳細な説明はいずれも、単なる例示であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観及び枠組みを提供することが意図されていることが理解されるべきである。添付の図面は、さらなる理解をもたらすために含まれ、本明細書に取り込まれてその一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を例証しており、その説明とともに、さまざまな実施形態の原理及び動作を説明する役割を担う。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の抗微生物効果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
これより、さまざまな実施形態について詳細に言及する。本開示の第１の態様は、白色又は無色の外観、及び健康上の利益の要求を満たす抗菌活性を示す、無色材料に関する。特に、該材料は、ＥＰＡ試験下での黄色ブドウ球菌への曝露から２時間以内に９９．９％超の死滅率（又は３以上の対数減少）を示す。
【００１４】
本明細書で用いられる場合、用語「抗菌」とは、細菌、ウイルス及び／又は菌類を含む微生物を死滅させるか、又はその増殖を抑制するであろう材料又は材料表面を意味する。本明細書で用いられる用語は、材料又は材料表面が、このような種属内の微生物のすべての種を死滅させるか、又はその増殖を抑制することを意味するのではなく、このような種属に由来する微生物の１つ以上の種を死滅させるか、又はその増殖を抑制することを意味する。
【００１５】
本明細書で用いられる場合、用語「対数減少」とは、−ｌｏｇ（Ｃａ／Ｃ０）を意味し、ここで、Ｃａ＝抗菌表面のコロニー形成単位（ＣＦＵ）数であり、Ｃ０＝抗菌表面ではない対照表面のコロニー形成単位（ＣＦＵ）である。一例として、３の対数減少は、微生物の約９９．９％の死滅に等しく、５の対数減少＝微生物の９９．９９９％の死滅である。
【００１６】
１つ以上の実施形態において、無色材料は、担体、銅含有粒子、及び第四級アンモニウムを含む。１つ以上の実施形態では、材料の無色性は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系の下で特徴付けすることができる。１つ以上の実施形態では、材料は、約８８〜約１００（例えば、約９０〜約１００、約９１〜約１００、約９２〜約１００、約９３〜約１００、約９４〜約１００、約８８〜約９８、約８８〜約９６、約８８〜約９５、又は約８８〜約９４）の範囲のＬ＊値を示す。１つ以上の実施形態では、材料は、約１０未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しい。１つ以上の実施形態の材料が示すＣ＊値は、約９未満、約８未満、約７未満、約６未満、約５未満又は約４未満でありうる。幾つかの事例では、Ｃ＊値は、約３又は２未満でさえありうる。幾つかの実施形態では、材料が示すａ＊値は、約−１〜約２の範囲内でありうる。幾つかの実施形態では、材料が示すｂ＊値は、約０〜約８の範囲内でありうる。本明細書に記載されるＬ＊、ａ＊、及びｂ＊値は、Ａ光源（タングステンフィラメント照明を表す）、Ｂ光源（昼光シミュレーション光源を表す）、Ｃ光源（昼光シミュレーション光源を表す）、Ｄ光源（自然昼光を表す）、及びＦ光源（さまざまなタイプの蛍光照明を表す）を含む、ＣＩＥによって決定された基準光源を使用して垂直入射で測定される。幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるＬ＊、ａ＊、及びｂ＊値は、Ｆ２光源のＣＩＥ  Ｄ６５下で測定される。
【００１７】
幾つかの実施形態では、材料は、表面に該材料を層として施した後に、本明細書に記載されるＬ＊、ａ＊、及びｂ＊値を示す。特定の実施形態では、結果的に得られる層は、本明細書に記載されるＬ＊、ａ＊、及びｂ＊値を示す。このような実施形態では、材料は、二酸化チタンを含んでよく、表面に材料を施した後（例えば、層の形成の約２分後、層の形成の５分後、又は層の形成の約１０分後以上）に、本明細書に記載されるＬ＊、ａ＊、及びｂ＊値を示す。幾つかの実施形態では、層は、時間が経つにつれて、より白く又はより無色になる。幾つかの事例では、本明細書に記載されるＬ＊、ａ＊、及びｂ＊値は、層の形成後、約２０分後、３０分後、４５分後、６０分後に示される。Ｌ＊、ａ＊、及びｂ＊値は、空気中で乾燥後に、後処理（例えば、紫外線への曝露等）せずに、示される。
【００１８】
１つ以上の実施形態では、材料は、組み合わせた直後に、より白い又はより無色の外観を示す。例えば、幾つかの実施形態では、１週間以上保管された材料は（表面には施さずに）、白色及び無色を呈した。
【００１９】
１つ以上の実施形態では、材料は、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌の濃度において、３より大きい対数減少を示す。
【００２０】
１つ以上の実施形態では、材料は、ウイルスを評価するための修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件（以後、「ウイルスに関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１」）下、マウスノロウイルス（Murine Norovirus）の濃度において２以上の対数減少（例えば、４以上の対数減少、又は５以上の対数減少）を示しうる。ウイルスに関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験は、本明細書でより詳細に説明される。
【００２１】
幾つかの実施形態では、材料は、１ヶ月以上の期間又は３ヶ月以上の期間、本明細書に記載される対数減少を示しうる（すなわち、ＥＰＡ試験下で、細菌に関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験及び／又はウイルスに関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験）。１ヶ月の期間又は３ヶ月の期間は、表面に層として材料を施した時又はその後に開始されうる。このような実施形態では、該層は、本明細書に記載される対数減少を示す。
【００２２】
銅含有粒子は、銅含有ガラス、酸化銅（Ｉ）、又はそれらの組合せを含みうる。幾つかの事例では、銅含有粒子は、銅含有ガラスのみ又は酸化銅（Ｉ）のみを含む。
【００２３】
銅含有ガラスの１つ以上の実施形態は、あるＣｕ種を含む。１つ以上の代替的な実施形態では、Ｃｕ種は、Ｃｕ１＋、Ｃｕ０、及び／又はＣｕ２＋を含みうる。Ｃｕ種の合計は、約１０質量％以上でありうる。しかしながら、以下により詳細に論じられるように、Ｃｕ２＋の量は、銅含有ガラスがＣｕ２＋を実質的に含まないように、最小限に抑えられる、又は低減される。Ｃｕ１＋イオンは、銅含有ガラスの表面及び／又はバルクの上又は内に存在しうる。幾つかの実施形態では、Ｃｕ１＋イオンは、銅含有ガラスのガラスネットワーク及び／又はガラスマトリクス中に存在する。Ｃｕ１＋イオンがガラスネットワーク中に存在する場合、Ｃｕ１＋イオンは、ガラスネットワーク中の原子に原子的に結合される。Ｃｕ１＋イオンがガラスマトリクス中に存在する場合、Ｃｕ１＋イオンは、ガラスマトリクス中に分散されたＣｕ１＋結晶の形態で存在しうる。幾つかの実施形態では、Ｃｕ１＋結晶は、クプライト（Ｃｕ２Ｏ）を含む。このような実施形態では、Ｃｕ１＋結晶が存在する場合、材料は、銅含有ガラスセラミックと称することができ、これは、１つ以上の結晶相をガラス中に導入及び／又は生成する従来のセラミック化プロセスに供されても供されなくてもよい、結晶を有する特定の種類のガラスを指すことが意図されている。Ｃｕ１＋イオンが非結晶形態で存在する場合、材料は、銅含有ガラスと称することができる。幾つかの実施形態では、Ｃｕ１＋結晶及び結晶に関連していないＣｕ１＋イオンのいずれも、本明細書に記載される銅含有ガラス中に存在する。
【００２４】
緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）バイオフィルムに対するＣｕ２＋及び第四級アンモニウム化合物（例えば、塩化ベンザルコニウム、塩化セタルコニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ミリスタルコニウム、及び、カナダ国オンタリオ州トロント所在のＰｈａｒｍａｘ  Ｌｔｄ．社から市販されるＰｏｌｙｃｉｄｅ（登録商標）など）の抗微生物効果は、当技術分野において実証されている。このような開示では、Ｃｕ２＋を第四級アンモニウム化合物に添加することによって、単一の薬剤で処理（すなわち、Ｃｕ２＋又は第四級アンモニウム化合物を別々に使用）したものと比較して、バイオフィルムの最小殺菌濃度の１２８倍の低下が生じた。このような研究では、Ｃｕ２＋及び第四級アンモニウム化合物は、水溶液中では相互作用しないことが実証されており、各薬剤が、独立した生化学的経路を介して微生物毒性を発揮することが示唆される。加えて、Ｃｕ２＋及び第四級アンモニウム化合物は、いずれも単独で、及び組み合わせて、通常のバイオフィルムの増殖にとって重要な酵素である硝酸レダクターゼの活性を低下させた。本明細書に記載される実施形態では、銅含有ガラス粒子は、Ｃｕ１＋状態のＣｕイオンを送達し、これは、その後、急速にＣｕ２＋へと変換される。理論に縛られはしないが、Ｃｕ１＋をＣｕ２＋へと変換する自然酸化は、反応性酸素種も生成し、Ｃｕ２＋と第四級アンモニウム化合物との既知の組合せを超えて、抗微生物効果をさらに増強すると考えられる。
【００２５】
したがって、銅含有ガラス及び第四級アンモニウムの実施形態と材料（特に塗料）との組合せは、単一の添加剤効果ではなく、相乗効果を有する。このことは、下記実施例によって実証される。
【００２６】
１つ以上の実施形態において、銅含有ガラスは、モルパーセントで、約３０〜約７０の範囲のＳｉＯ２、約０〜約２０の範囲のＡｌ２Ｏ３、約１０〜約５０の範囲の銅含有酸化物、約０〜約１５の範囲のＣａＯ、約０〜約１５の範囲のＭｇＯ、約０〜約２５の範囲のＰ２Ｏ５、約０〜約２５の範囲のＢ２Ｏ３、約０〜約２０の範囲のＫ２Ｏ、約０〜約５の範囲のＺｎＯ、約０〜約２０の範囲のＮａ２Ｏ、及び／又は、約０〜約５の範囲のＦｅ２Ｏ３を含みうる、ガラス組成物から形成されうる。このような実施形態では、銅含有酸化物の量は、Ａｌ２Ｏ３の量よりも多い。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、ある含量のＲ２Ｏを含んでよく、ここで、Ｒは、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｒｂ、Ｃｓ及びそれらの組合せを含みうる。
【００２７】
本明細書に記載されるガラス組成物の実施形態では、ＳｉＯ２は、主なガラス形成酸化物としての役割を果たす。ガラス組成物中に存在するＳｉＯ２の量は、その使用又は用途（例えば、タッチアプリケーション、物品収納等）に適した必要な化学的耐久性を示すガラスを提供するのに十分であるべきである。ＳｉＯ２の上限値は、本明細書に記載されるガラス組成物の溶融温度を制御するように選択されうる。例えば、過剰のＳｉＯ２は、２００ポアズにおける溶融温度を、清澄気泡などの欠陥が出現しうる、又は、加工中及び結果的に得られるガラス内に生成されうる高い温度へと推進しうる。さらには、ほとんどの酸化物と比較して、ＳｉＯ２は、結果的に得られるガラスのイオン交換プロセスによって生成される圧縮応力を低減する。言い換えれば、過剰のＳｉＯ２を有するガラス組成物から形成されたガラスは、過剰のＳｉＯ２を有しないガラス組成物から形成されたガラスと同程度にはイオン交換可能ではない可能性がある。追加的に又は代替的に、１つ以上の実施形態に従うガラス組成物中に存在するＳｉＯ２は、結果的に得られるガラスの塑性変形前の破断特性を増加させる可能性がある。本明細書に記載されるガラス組成物から形成されたガラス中のＳｉＯ２の増加により、ガラスの圧入破壊閾値も増加する可能性がある。
【００２８】
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、ＳｉＯ２を、モルパーセントで、約３０〜約７０、約３０〜約６９、約３０〜約６８、約３０〜約６７、約３０〜約６６、約３０〜約６５、約３０〜約６４、約３０〜約６３、約３０〜約６２、約３０〜約６１、約３０〜約６０、約４０〜約７０、約４５〜約７０、約４６〜約７０、約４８〜約７０、約５０〜約７０、約４１〜約６９、約４２〜約６８、約４３〜約６７、約４４〜約６６、約４５〜約６５、約４６〜約６４、約４７〜約６３、約４８〜約６２、約４９〜約６１、約５０〜約６０の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。
【００２９】
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３を、モルパーセントで、約０〜約２０、約０〜約１９、約０〜約１８、約０〜約１７、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３を実質的に含まない。本明細書で用いられる場合、ガラス組成物及び／又は結果的に得られるガラスの成分に関して、語句「実質的に含まない」とは、その成分が、最初のバッチ化又はその後の後処理（例えば、イオン交換プロセス）の間に、ガラス組成物に積極的に又は意図的に添加されないが、不純物として存在する可能性があることを意味する。例えば、ガラス組成物は、成分が約０．０１モル％未満の量で存在する場合、その成分を実質的に含まないと称されうる。
【００３０】
Ａｌ２Ｏ３の量は、ガラス形成酸化物としての役割を果たすように、及び／又は、溶融ガラス組成物の粘度を制御するように調整されうる。理論に縛られはしないが、ガラス組成物中のアルカリ酸化物（Ｒ２Ｏ）の濃度がＡｌ２Ｏ３の濃度に等しいか又はそれより大きい場合、アルミニウムイオンは、アルカリイオンを伴う四面体配位で見いだされ、チャージバランサとして機能すると考えられる。この四面体配位は、このようなガラス組成物から形成されたガラスのさまざまな後処理（例えば、イオン交換プロセス）を大幅に増進する。二価カチオン酸化物（ＲＯ）はまた、四面体アルミニウムをさまざまな程度に荷電平衡化することもできる。カルシウム、亜鉛、ストロンチウム、及びバリウムなどの元素は２つのアルカリイオンと同等に挙動するが、マグネシウムイオンの高い電界強度は、四面体配位のアルミニウムを十分には荷電平衡化させず、５配位及び６配位アルミニウムの形成につながる。概して、Ａｌ２Ｏ３は、アルカリイオンの比較的速い拡散を可能にするとともに、それが強力なネットワーク骨格（すなわち、高歪点）を可能にすることから、イオン交換可能なガラス組成物及び強化ガラスにおいて重要な役割を果たすことができる。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３の濃度が高すぎるときには、ガラス組成物は、より低い液相線粘度を示す可能性があり、よって、Ａｌ２Ｏ３濃度は、合理的範囲内に制御されうる。さらには、以下により詳細に論じられるように、過剰のＡｌ２Ｏ３は、所望のＣｕ１＋イオンではなく、Ｃｕ２＋イオンの形成を促進することが分かっている。
【００３１】
１つ以上の実施形態において、ガラス組成物は、銅含有酸化物を、モルパーセントで、約１０〜約５０、約１０〜約４９、約１０〜約４８、約１０〜約４７、約１０〜約４６、約１０〜約４５、約１０〜約４４、約１０〜約４３、約１０〜約４２、約１０〜約４１、約１０〜約４０、約１０〜約３９、約１０〜約３８、約１０〜約３７、約１０〜約３６、約１０〜約３５、約１０〜約３４、約１０〜約３３、約１０〜約３２、約１０〜約３１、約１０〜約３０、約１０〜約２９、約１０〜約２８、約１０〜約２７、約１０〜約２６、約１０〜約２５、約１０〜約２４、約１０〜約２３、約１０〜約２２、約１０〜約２１、約１０〜約２０、約１１〜約５０、約１２〜約５０、約１３〜約５０、約１４〜約５０、約１５〜約５０、約１６〜約５０、約１７〜約５０、約１８〜約５０、約１９〜約５０、約２０〜約５０、約１０〜約３０、約１１〜約２９、約１２〜約２８、約１３〜約２７、約１４〜約２６、約１５〜約２５、約１６〜約２４、約１７〜約２３、約１８〜約２２、約１９〜約２１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。１つ以上の特定の実施形態では、銅含有酸化物は、約２０モルパーセント、約２５モルパーセント、約３０モルパーセント又は約３５モルパーセントの量でガラス組成物中に存在しうる。銅含有酸化物は、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ及び／又はそれらの組合せを含みうる。
【００３２】
ガラス組成物中の銅含有酸化物は、結果的に得られるガラス中に存在するＣｕ１＋イオンを形成する。銅は、ガラス組成物中、及び／又はガラス組成物を含むガラス中に、Ｃｕ０、Ｃｕ１＋、及びＣｕ２＋を含むさまざまな形態で存在しうる。Ｃｕ０又はＣｕ１＋の形態の銅は、抗菌活性を提供する。しかしながら、抗菌性の銅のこれらの状態を形成及び維持することは困難であり、しばしば、既知のガラス組成物中において、所望のＣｕ０又はＣｕ１＋イオンの代わりにＣｕ２＋イオンが形成される。
【００３３】
１つ以上の実施形態では、銅含有酸化物の量は、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３の量より多い。理論に縛られはしないが、ガラス組成物中のほぼ同量の銅含有酸化物とＡｌ２Ｏ３とが、クプライト（Ｃｕ２Ｏ）の代わりにテノライト（ＣｕＯ）の形成をもたらすと考えられる。テノライトの存在は、Ｃｕ２＋を選好してＣｕ１＋の量を低下させ、したがって、抗菌活性の低下をもたらす。さらには、銅含有酸化物の量が、Ａｌ２Ｏ３の量にほぼ等しい場合、アルミニウムは、４配位であることを選好し、ガラス組成物中の銅及び結果的に得られるガラスは、荷電が平衡化されたまま保たれるように、Ｃｕ２＋形態のまま維持される。銅含有酸化物の量がＡｌ２Ｏ３の量を超える場合には、銅の少なくとも一部は、Ｃｕ２＋状態の代わりに、自由にＣｕ１＋状態のまま維持され、したがって、Ｃｕ１＋イオンの存在は増加すると考えられる。
【００３４】
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、Ｐ２Ｏ５を、モルパーセントで、約０〜約２５、約０〜約２２、約０〜約２０、約０〜約１８、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、約１０モルパーセント又は約５モルパーセントのＰ２Ｏ５を含み、あるいは、代替的に、実質的にＰ２Ｏ５を含まなくてもよい。
【００３５】
１つ以上の実施形態において、Ｐ２Ｏ５は、ガラス内により少ない耐久性相又は分解性相の少なくとも一部を形成する。ガラスの分解性相と抗菌活性との間の関係は、本明細書において、より詳細に論じられる。１つ以上の実施形態において、Ｐ２Ｏ５の量は、形成の間にガラス組成物及び／又はガラスの結晶化を制御するように調整されうる。例えば、Ｐ２Ｏ５の量が約５モル％以下、又はさらには１０モル％以下に制限される場合、結晶化は最小限に抑えられるか、又は均一になるように制御されうる。しかしながら、幾つかの実施形態では、ガラス組成物及び／又はガラスの結晶化の量又は均一性は、懸念事項ではない場合があり、よって、ガラス組成物に用いられるＰ２Ｏ５の量は、１０モル％を超える場合がある。
【００３６】
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物中のＰ２Ｏ５の量は、より少ない耐久性相又は分解性相をガラス中に形成するというＰ２Ｏ５の傾向にもかかわらず、ガラスの所望の耐損傷性に基づいて調整することができる。理論に縛られはしないが、Ｐ２Ｏ５は、ＳｉＯ２と比較して溶融粘度を低下させることができる。幾つかの事例では、Ｐ２Ｏ５は、ジルコンブレイクダウン粘度（すなわち、ジルコンが分解してＺｒＯ２を形成する粘度）を抑えるのに役立つと考えられ、これに関してはＳｉＯ２よりも効果的でありうる。ガラスがイオン交換プロセスによって化学的に強化される場合、Ｐ２Ｏ５は、拡散性を改善することができ、時にはネットワーク形成剤として特徴付けられる他の構成要素（例えば、ＳｉＯ２及び／又はＢ２Ｏ３）と比較して、イオン交換時間を短縮することができる。
【００３７】
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、Ｂ２Ｏ３を、モルパーセントで、約０〜約２５、約０〜約２２、約０〜約２０、約０〜約１８、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、例えば、約１０モルパーセント又は約５モルパーセントでありうるうる、非ゼロ量のＢ２Ｏ３を含む。幾つかの実施形態のガラス組成物は、Ｂ２Ｏ３を実質的に含まなくてもよい。
【００３８】
１つ以上の実施形態では、Ｂ２Ｏ３は、ガラス組成物から形成されるガラス中に、より少ない耐久性相又は分解性相を形成する。ガラスの分解性相と抗菌活性との関係は、本明細書において、より詳細に論じられる。理論に縛られはしないが、ガラス組成物中にＢ２Ｏ３を含めることにより、より少ない耐久性相又は分解性相をガラス中に形成するＢ２Ｏ３の傾向にもかかわらず、このようなガラス組成物を組み込むガラスに耐損傷性が付与されると考えられる。１つ以上の実施形態のガラス組成物は、１つ以上のアルカリ酸化物（Ｒ２Ｏ）（例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ及び／又はＣｓ２Ｏ）を含む。幾つかの実施形態では、アルカリ酸化物は、このようなガラス組成物の溶融温度及び／又は液相線温度を改変する。１つ以上の実施形態において、アルカリ酸化物の量は、低い溶融温度及び／又は低い液相線温度を示すガラス組成物を提供するように調整されうる。理論に縛られはしないが、アルカリ酸化物の添加により、熱膨張係数（ＣＴＥ）が増加、及び／又は、このようなガラス組成物を含む銅含有ガラスの化学的耐久性が低下しうる。幾つかの事例では、これらの属性は、アルカリ酸化物の添加によって劇的に変化させることができる。
【００３９】
幾つかの実施形態では、本明細書に開示される銅含有ガラスは、イオン交換プロセスによって化学的に強化されてよく、ここで、例えば、銅含有ガラス由来のより小さいアルカリイオンを、より大きいアルカリイオンを含む溶融塩浴由来のより大きいアルカリイオンで交換するなど、より大きいアルカリイオン（例えば、Ｋ＋）とのイオン交換を促進するために、少量のアルカリ酸化物（Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏなど）の存在が必要とされる。一般に、３つのタイプのイオン交換が行われうる。このようなイオン交換の１つには、Ｎａ＋をＬｉ＋で交換することが含まれ、これは、結果的に、深い層の深さを生じるが、低い圧縮応力をもたらす。別のこのようなイオン交換には、Ｋ＋をＬｉ＋で交換することが含まれ、これは、結果的に、小さい層の深さを生じるが、比較的大きい圧縮応力をもたらす。第３のこのようなイオン交換には、Ｋ＋をＮａ＋で交換することが含まれ、これは、結果的に、中間の層の深さ及び圧縮応力をもたらす。圧縮応力は銅含有ガラスの外へと交換されるアルカリイオンの数に比例するため、このようなガラス組成物を含む銅含有ガラスに大きい圧縮応力を生成するためには、ガラス組成物中に、十分に高濃度の小さいアルカリ酸化物が必要でありうる。
【００４０】
１つ以上の実施形態において、ガラス組成物は、Ｋ２Ｏを、約０〜約２０、約０〜約１８、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、非ゼロ量のＫ２Ｏを含み、あるいは、代替的に、ガラス組成物は、本明細書で定められるように、Ｋ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。イオン交換の促進に加えて、該当する場合には、１つ以上の実施形態において、Ｋ２Ｏは、ガラス組成物から形成されたガラス中に、より少ない耐久性相又は分解性相を形成することもできる。ガラスの分解性相と抗菌活性との関係は、本明細書においてより詳細に論じられる。
【００４１】
１つ以上の実施形態において、ガラス組成物は、Ｎａ２Ｏを、約０〜約２０、約０〜約１８、約０〜約１６、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、非ゼロ量のＮａ２Ｏを含み、あるいは、代替的に、ガラス組成物は、本明細書で定められるように、Ｎａ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。
【００４２】
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、アルカリ土類酸化物及び／又はＺｎＯなどの１つ以上の二価カチオン酸化物を含みうる。このような二価カチオン酸化物は、ガラス組成物の溶融挙動を改善するために含まれうる。イオン交換性能に関しては、二価カチオンの存在は、アルカリの移動度を低下させるように作用する可能性があり、したがって、より大きい二価カチオン酸化物が用いられる場合には、イオン交換性能に負の影響を与える可能性がある。さらには、より小さい二価カチオン酸化物は、概して、より大きい二価カチオン酸化物よりも、イオン交換されたガラス内に圧縮応力を発達させるのに役立つ。したがって、ＭｇＯ及びＺｎＯなどの二価カチオン酸化物は、アルカリの拡散性への悪影響を最小限に抑えつつ、応力緩和の改善に関して利点を提供することができる。
【００４３】
１つ以上の実施形態において、ガラス組成物は、ＣａＯを、モルパーセントで、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、ＣａＯを実質的に含まない。
【００４４】
１つ以上の実施形態において、ガラス組成物は、ＭｇＯを、モルパーセントで、約０〜約１５、約０〜約１４、約０〜約１３、約０〜約１２、約０〜約１１、約０〜約１０、約０〜約９、約０〜約８、約０〜約７、約０〜約６、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、ＭｇＯを実質的に含まない。
【００４５】
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、ＺｎＯを、モルパーセントで、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で含みうる。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、ＺｎＯを実質的に含まない。
【００４６】
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、モルパーセントで、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、約０〜約０．５、約０〜約０．４、約０〜約０．３、約０〜約０．２、約０〜約０．１の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲のＦｅ２Ｏ３を含みうる。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３を実質的に含まない。
【００４７】
１つ以上の実施形態において、ガラス組成物は、１つ以上の着色剤を含みうる。このような着色剤の例としては、ＮｉＯ、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４及び他の知られている着色剤が挙げられる。幾つかの実施形態では、１つ以上の着色剤は、最大約１０モル％の範囲の量で存在しうる。幾つかの事例では、１つ以上の着色剤は、約０．０１モル％〜約１０モル％、約１モル％〜約１０モル％、約２モル％〜約１０モル％、約５モル％〜約１０モル％、約０．０１モル％〜約８モル％、又は約０．０１モル％〜約５モル％の範囲の量で存在しうる。
【００４８】
１つ以上の実施形態において、ガラス組成物は、１つ以上の核形成剤を含みうる。例示的な核形成剤には、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２及び他の当技術分野で知られている核形成剤が含まれる。ガラス組成物は、１つ以上の異なる核形成剤を含みうる。ガラス組成物の核形成剤含量は、約０．０１モル％〜約１モル％の範囲内にありうる。幾つかの事例では、核形成剤含量は、約０．０１モル％〜約０．９モル％、約０．０１モル％〜約０．８モル％、約０．０１モル％〜約０．７モル％、約０．０１モル％〜約０．６モル％、約０．０１モル％〜約０．５モル％、約０．０５モル％〜約１モル％、約０．１モル％〜約１モル％、約０．２モル％〜約１モル％、約０．３モル％〜約１モル％、又は約０．４モル％〜約１モル％の範囲内、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲内にありうる。
【００４９】
ガラス組成物から形成される銅含有ガラスは、複数のＣｕ１＋イオンを含みうる。幾つかの実施形態では、このようなＣｕ１＋イオンは、ガラスネットワークの一部を形成し、ガラス改質剤として特徴付けることができる。理論に縛られはしないが、Ｃｕ１＋イオンがガラスネットワークの一部である場合には、典型的なガラス形成プロセスの間に、溶融ガラスの冷却ステップがあまりにも急速に起こるために、銅含有酸化物（例えば、ＣｕＯ及び／又はＣｕ２Ｏ）を結晶化できないと考えられる。よって、Ｃｕ１＋は、非晶質状態のまま維持され、ガラスネットワークの一部となる。幾つかの事例では、Ｃｕ１＋イオンの総量は、それらが結晶相中にあるかガラスマトリクス中にあるかにかかわらず、最大で４０モル％、最大で５０モル％、又は最大で６０モル％など、さらに高くなりうる。
【００５０】
１つ以上の実施形態において、本明細書に開示されるガラス組成物から形成される銅含有ガラスは、Ｃｕ１＋結晶としてガラスマトリクス中に分散されたＣｕ１＋イオンを含む。１つ以上の実施形態では、Ｃｕ１＋結晶は、クプライトの形態で存在しうる。銅含有ガラス中に存在するクプライトは、ガラスマトリクス又はガラス相とは異なる層を形成しうる。他の実施形態では、クプライトは、１つ以上のガラス相（例えば、本明細書に記載される耐久性相）の一部を形成するか、あるいは、該１つ以上のガラス相に関連していてもよい。Ｃｕ１＋結晶は、約５マイクロメートル（μｍ）以下、４マイクロメートル（μｍ）以下、３マイクロメートル（μｍ）以下、２マイクロメートル（μｍ）以下、約１．９マイクロメートル（μｍ）以下、約１．８マイクロメートル（μｍ）以下、約１．７マイクロメートル（μｍ）以下、約１．６マイクロメートル（μｍ）以下、約１．５マイクロメートル（μｍ）以下、約１．４マイクロメートル（μｍ）以下、約１．３マイクロメートル（μｍ）以下、約１．２マイクロメートル（μｍ）以下、約１．１マイクロメートル以下、１マイクロメートル以下、約０．９マイクロメートル（μｍ）以下、約０．８マイクロメートル（μｍ）以下、約０．７マイクロメートル（μｍ）以下、約０．６マイクロメートル（μｍ）以下、約０．５マイクロメートル（μｍ）以下、約０．４マイクロメートル（μｍ）以下、約０．３マイクロメートル（μｍ）以下、約０．２マイクロメートル（μｍ）以下、約０．１マイクロメートル（μｍ）以下、約０．０５マイクロメートル（μｍ）以下、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の平均主寸法を有しうる。本明細書で用いられる場合、及び、語句「平均主寸法」に関して、語句「平均」とは、平均値を指し、語句「主寸法」とは、ＳＥＭで測定した粒子の最大寸法である。幾つかの実施形態では、クプライト相は、少なくとも約１０質量％、少なくとも約１５質量％、少なくとも約２０質量％、少なくとも約２５質量％、並びに、銅含有ガラスのそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の量で銅含有ガラス中に存在しうる。
【００５１】
幾つかの実施形態では、銅含有ガラスは、約７０質量％以上のＣｕ１＋及び約３０質量％以下のＣｕ２＋を含みうる。Ｃｕ２＋イオンは、テノライトの形態で及び／又はさらにはガラス中に存在しうる（すなわち、結晶相としてではない）。
【００５２】
幾つかの実施形態では、銅含有ガラス中の質量％によるＣｕの総量は、約１０〜約３０、約１５〜約２５、約１１〜約３０、約１２〜約３０、約１３〜約３０、約１４〜約３０、約１５〜約３０、約１６〜約３０、約１７〜約３０、約１８〜約３０、約１９〜約３０、約２０〜約３０、約１０〜約２９、約１０〜約２８、約１０〜約２７、約１０〜約２６、約１０〜約２５、約１０〜約２４、約１０〜約２３、約１０〜約２２、約１０〜約２１、約１０〜約２０、約１６〜約２４、約１７〜約２３、約１８〜約２２、約１９〜約２１の範囲内、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲にありうる。１つ以上の実施形態において、銅含有ガラス中のＣｕ１＋イオンのＣｕ総量に対する比は、約０．５以上、０．５５以上、０．６以上、０．６５以上、０．７以上、０．７５以上、０．８以上、０．８５以上、０．９以上、又はさらには１以上、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲である。Ｃｕの量及びＣｕ１＋イオンのＣｕ総量に対する比は、当技術分野で知られた誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）技術によって決定することができる。
【００５３】
幾つかの実施形態では、銅含有ガラスは、Ｃｕ２＋より多くのＣｕ１＋及び／又はＣｕ０を示しうる。例えば、ガラス中のＣｕ１＋、Ｃｕ２＋及びＣｕ０の総量に基づいて、Ｃｕ１＋及びＣｕ０のパーセンテージは合計で、約５０％〜約９９．９％、約５０％〜約９９％、約５０％〜約９５％、約５０％〜約９０％、約５５％〜約９９．９％、約６０％〜約９９．９％、約６５％〜約９９．９％、約７０％〜約９９．９％、約７５％〜約９９．９％、約８０％〜約９９．９％、約８５％〜約９９．９％、約９０％〜約９９．９％、約９５％〜約９９．９％の範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲でありうる。Ｃｕ１＋、Ｃｕ２＋及びＣｕ０の相対量は、当技術分野で知られたｘ線フォトルミネッセンス分光法（ＸＰＳ）技術を使用して決定されうる。銅含有ガラスは、少なくとも第１の相及び第２の相を含む。１つ以上の実施形態において、銅含有ガラスは、２つ以上の相を含んでよく、ここで、該相は、所与の相における、浸出液との相互作用に耐える原子結合の能力に基づいて、異なっている。特に、１つ以上の実施形態の銅含有ガラスは、分解性相と称されうる第１の相及び耐久性相と称されうる第２の相を含みうる。語句「第１の相」と「分解性相」とは、交換可能に用いられうる。語句「第２の相」と「耐久性相」とは、交換可能に用いられうる。本明細書で用いられる場合、用語「耐久性」とは、浸出液との相互作用の間及びその後にインタクトなままであるという耐久性相の原子結合の傾向を指す。本明細書で用いられる場合、用語「分解性」とは、１つ以上の浸出液との相互作用の間及び後に破壊する分解性相の原子結合の傾向を指す。耐久性及び分解性は、相対的な用語であり、それを上回ると相が耐久性であり、それを下回ると相が分解性であるという明確な分解速度は存在しないが、しかしながら、耐久性相が分解性相よりも耐久性であることを意味する。
【００５４】
１つ以上の実施形態において、耐久性相はＳｉＯ２を含み、分解性相は、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏのうちの少なくとも１つを含む（ここで、Ｒは、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｒｂ、及びＣｓのうちの１つ以上を含みうる）。理論に縛られはしないが、分解性相の成分（すなわち、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及び／又はＲ２Ｏ）は、浸出液とより容易に相互作用し、これらの成分間の互いに対する結合、及び、銅含有ガラス中の他の成分との結合は、浸出液との相互作用の間及び後に、より容易に壊れると考えられる。浸出液は、水、酸、又は他の同様の材料を含みうる。１つ以上の実施形態では、分解性相は、１週間以上、１ヶ月以上、３ヶ月以上、又はさらには６ヶ月以上の間、分解に耐える。幾つかの実施形態では、寿命は、特定の期間にわたって抗微生物効果を維持するものとして特徴付けることができる。
【００５５】
１つ以上の実施形態において、耐久性相は、分解性相の量より多い重量で存在する。幾つかの事例では、分解性相は島状部を形成し、耐久性相は、島状部を取り囲む海状部（すなわち耐久性相）を形成する。１つ以上の実施形態では、耐久性相及び分解性相の一方又は両方が、クプライトを含みうる。このような実施形態におけるクプライトは、それぞれの相又は両方の相に分散されうる。
【００５６】
幾つかの実施形態では、相分離は、銅含有ガラスのさらなる加熱処理なしに起こりうる。幾つかの実施形態では、相分離は、溶融の間に生じる可能性があり、ガラス組成物が最高で約１６００℃又は１６５０℃を含む温度にて溶融される場合に存在しうる。ガラスが冷却しても、相分離は維持される。
【００５７】
銅含有ガラスは、シートとして提供されてよく、あるいは、微粒子（中空であっても中実であってもよい）、繊維質などの別の形状を有していてもよい。１つ以上の実施形態では、銅含有ガラスは、表面及び、該表面から銅含有ガラス内へと約５ナノメートル（ｎｍ）以下の深さで延在する表面部分を含む。表面部分は、複数の銅イオンを含んでよく、該複数の銅イオンの少なくとも７５％が、Ｃｕ１＋イオンを含む。例えば、幾つかの事例では、表面部分における複数の銅イオンの少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％、又は少なくとも約９９．９％が、Ｃｕ１＋イオンを含む。幾つかの実施形態では、表面部分における複数の銅イオンの２５％以下（例えば、２０％以下、１５％以下、１２％以下、１０％以下又は８％以下）が、Ｃｕ２＋イオンを含む。例えば、幾つかの事例では、表面部分における複数の銅イオンの２０％以下、１５％以下、１０％以下、５％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下又は０．０１％以下が、Ｃｕ２＋イオンを含む。幾つかの実施形態では、銅含有ガラス中のＣｕ１＋イオンの表面濃度は、制御される。幾つかの事例では、約４ｐｐｍ以上のＣｕ１＋イオン濃度が、銅含有ガラスの表面に供給されうる。
【００５８】
１つ以上の実施形態の銅含有ガラスは、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス（Enterobacter aerogenes）、緑膿菌（Pseudomomas aeruginosa）、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、及び大腸菌のうちの少なくとも１つの濃度において、２以上の対数減少（例えば、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲）を示しうる。幾つかの事例では、銅含有ガラスは、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、緑膿菌細菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、及び大腸菌のうちの少なくとも１つの濃度において、少なくとも４の対数減少、５の対数減少、又はさらには６の対数減少を示す。
【００５９】
１つ以上の実施形態に従う本明細書に記載されるガラスは、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件下で、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、緑膿菌細菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、及び大腸菌のうちの少なくとも１つの濃度において、４以上の対数減少（例えば、５以上の対数減少）を示しうる。本明細書に記載されるガラスの１つ以上の実施形態はまた、細菌に関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験下で、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター・アエロゲネス、緑膿菌細菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、及び大腸菌のうちの少なくとも１つの濃度において、４以上の対数減少（例えば、５以上の対数減少）も示す。本明細書で用いられる場合、細菌についての修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験は、ガラス又は物品を摂氏約２３度〜摂氏約３７度の温度へと約３８パーセント〜約４２パーセントの湿度で約６時間、加熱することを含む、修正された条件を伴うＪＩＳ規格Ｚ  ２８０１（２０００）試験下で細菌を評価することを含む。
【００６０】
本明細書に記載される１つ以上の実施形態では、銅含有ガラスは、ウイルス試験に関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１下で、マウスノロウイルス（Murine Norovirus）において、２以上の対数減少、３以上の対数減少、４以上の対数減少、又は５以上の対数減少を示す。ウイルスに関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験は、次の手順を含む。試験される各材料（例えば、１つ以上の実施形態の物品又はガラス、対照材料、及び比較用のガラス又は物品）について、材料の３つの試料（個別の無菌のペトリ皿に入っている）の各々に、２０μＬのアリコートの試験ウイルス（抗菌活性を測定する場合）、又は、試験ウイルスを有する又は有しない５％ウシ胎児血清の有機土壌負荷を含む試験媒体（細胞毒性を測定する場合）を播種する。次に、播種物をフィルムで覆い、試験ウイルス及び／又は試験媒体がフィルム上に広がるが、フィルムの端部を越えて広がらないように該フィルムを押し下げる。曝露時間は、各試料に播種したときに開始する。播種された試料を、２時間、４２％の相対湿度で室温（約２０℃）に設定された制御チャンバへと移す。対照試料に関する曝露時間は以下に論じられる。２時間の曝露時間の後に、無菌鉗子を使用してフィルムを持ち上げ、２．００ｍＬのアリコートの試験ウイルス及び／又は試験媒体を材料の各試料及び各試料を覆うのに使用するフィルムの裏側（又はフィルムが試料に曝露される側）に個別にピペットで移す。各試料の表面を滅菌プラスチックセルスクレーパーで個別にこすり取り、試験ウイルス又は試験媒体を回収する。試験ウイルス及び／又は試験媒体を回収し（１０−２希釈物で）、ボルテックス型のミキサで混合し、一連の１０倍希釈物を調製する。希釈物を、次に、抗菌活性及び／又は細胞毒性についてアッセイする。
【００６１】
ウイルスに関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験のための抗菌活性を試験するための対照試料（「ゼロ時間ウイルス対照」とも称される）を調製するため、３つの対照試料（個別の無菌のペトリ皿に入っている）に各々２０μＬのアリコートの試験ウイルスを播種する。播種の直後に、２．００ｍＬのアリコートの試験ウイルスを各対照試料上にピペットで移す。各試料の表面を滅菌プラスチックセルスクレーパーで個別にこすり取り、試験ウイルスを回収した。試験ウイルスを回収し（１０−２希釈物で）、ボルテックス型のミキサで混合し、一連の１０倍希釈物を調製した。希釈物を抗菌活性についてアッセイする。
【００６２】
ウイルスに関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験のための細胞毒性についての対照試料（「２時間対照ウイルス」とも称される）を調製するため、対照試料の１つ（個別の無菌のペトリ皿に入っている）に、試験ウイルスを有しない有機土壌負荷（５％ウシ胎児血清）を含む試験媒体の２０μＬのアリコートを播種する。播種物をフィルムで覆い、試験媒体がフィルム上に広がるが、フィルムの端部を越えて広がらないように、該フィルムを押しつける。曝露時間は、各試料に播種したときに開始する。対照試料を、２時間の曝露時間の間、４２％の相対湿度で室温（２０℃）に設定された被制御チャンバに移す。この曝露時間の後、無菌鉗子を使用してフィルムを持ち上げ、２．００ｍＬのアリコートの試験媒体を各対照試料及びフィルムの裏側（試料に曝露される側）に個別にピペットで移す。各試料の表面を滅菌プラスチックセルスクレーパーで個別にこすり取り、試験媒体を回収した。試験媒体を回収し（１０−２希釈物で）、ボルテックス型のミキサで混合し、一連の１０倍希釈物を調製した。希釈物を細胞毒性についてアッセイした。
【００６３】
１つ以上の実施形態の銅含有ガラスは、長期間、本明細書に記載される対数減少を示すことができる。言い換えれば、銅含有ガラスは、拡張又は延長された抗微生物効果を示すことができる。例えば、幾つかの実施形態では、銅含有ガラスは、該銅含有ガラスが形成された後又は銅含有ガラスが担体（例えば、ポリマー、モノマー、結合剤、溶媒など）と組み合わされた後、最長で１ヶ月、最長で３ヶ月、最長で６ヶ月又は最長で１２ヶ月間、ＥＰＡ試験、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１（２０００）試験条件、細菌に関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験、及び／又はウイルスに関する修正されたＪＩＳ  Ｚ  ２８０１試験下で、本明細書に記載される対数減少を示すことができる。これらの期間は、銅含有ガラスが形成された又は担体と組み合わされた時又はその後に開始されうる。
【００６４】
１つ以上の実施形態では、銅含有ガラスは、本明細書に記載される担体と組み合わせた場合に、防腐機能を示しうる。このような実施形態では、銅含有ガラスは、担体におけるさまざまな汚染物を死滅させるか又は排除し、あるいは、その増殖を低減しうる。汚染物には、菌類、細菌、ウイルス及びそれらの組合せが含まれる。
【００６５】
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載される銅含有ガラス及び／又は材料は、浸出液に曝露又は接触させると、銅イオンを浸出させる。１つ以上の実施形態では、銅含有ガラスは、水を含む浸出液に曝露すると、銅イオンのみを浸出させる。
【００６６】
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載される銅含有ガラス及び／又は物品は、調節可能な抗菌活性放出を有しうる。ガラス及び／又は材料の抗菌活性は、銅含有ガラスと水などの浸出液との接触によって生じることがあり、ここで、浸出液がＣｕ１＋イオンを銅含有ガラスから放出させる。この作用は、水溶性として説明することができ、この水溶性は、Ｃｕ＋１イオンの放出を制御するように調整することができる。
【００６７】
幾つかの実施形態では、Ｃｕ１＋イオンがガラスネットワーク内に配置される場合、及び／又は、ガラスネットワーク内の原子と原子結合を形成する場合、水分又は湿気は、それらの結合を破壊し、放出に利用可能なＣｕ１＋イオンがガラス又はガラスセラミック表面に曝露されうる。
【００６８】
１つ以上の実施形態において、銅含有ガラスは、典型的にはソーダ石灰ケイ酸塩などのガラス組成物を溶融するために用いられる低コストの溶融タンク内で形成されうる。銅含有ガラスは、当技術分野で知られた形成方法を使用してシートへと形成されうる。例えば、例となる形成方法には、フロートガラスプロセス、並びに、フュージョンドロー及びスロットドローなどのダウンドロープロセスが含まれる。
【００６９】
形成後、銅含有粒子は、シートへと形成されてよく、所望の最終用途のために成形、研磨、又は他の方法で処理されうる。幾つかの事例では、銅含有ガラスは、粉末又は微粒子の形態へと粉砕されうる。他の実施形態では、微粒子銅含有ガラスは、他の材料又は担体とと組み合わせて、さまざまな最終用途のための物品とすることができる。銅含有ガラスとこのような他の材料又は担体との組合せは、射出成形、押出成形、又はコーティングに好適でありえ、あるいは、繊維へと延伸されてもよい。
【００７０】
１つ以上の実施形態では、銅含有粒子は酸化銅（Ｉ）を含みうる。粒子中の酸化銅（Ｉ）の量は、最大で１００％まででありうる。言い換えれば、酸化銅（Ｉ）粒子は、ガラス又はガラスネットワークを排除することができる。
【００７１】
１つ以上の実施形態において、銅含有粒子は、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約９マイクロメートル（μｍ）、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約８マイクロメートル（μｍ）、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約７マイクロメートル（μｍ）、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約６マイクロメートル（μｍ）、約０．５マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約０．７５マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約１マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約２マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約３マイクロメートル（μｍ）〜約１０マイクロメートル（μｍ）、約３マイクロメートル（μｍ）〜約６マイクロメートル（μｍ）、約３．５マイクロメートル（μｍ）〜約５．５マイクロメートル（μｍ）、約４マイクロメートル（μｍ）〜約５マイクロメートル（μｍ）、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の範囲の直径を有しうる。本明細書で用いられる場合、用語「直径」とは、粒子の最長寸法を指す。微粒子銅含有ガラスは、実質的に球状であってよく、あるいは、不規則な形状を有していてもよい。粒子は、本明細書に他に記載されるように、溶媒中に供給され、その後、担体中に分散されてもよい。
【００７２】
１つ以上の実施形態において、銅含有粒子は、担体１ガロン（約３．７８５リットル）あたり約１００ｇ以下、担体１ガロンあたり約７５ｇ以下、又は担体１ガロンあたり約５０ｇ以下の量で存在する。
【００７３】
幾つかの事例では、銅含有粒子は、約１ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約２ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約４ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約４ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約５ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約６ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約７ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約８ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約９ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約１０ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約１５ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約２０ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約３０ｇ／ガロン〜約７５ｇ／ガロン、約１０ｇ／ガロン〜約６０ｇ／ガロン、約１０ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約１０ｇ／ガロン〜約４０ｇ／ガロン、約１０ｇ／ガロン〜約３０ｇ／ガロン、約１０ｇ／ガロン〜約２０ｇ／ガロン、約２０ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約２０ｇ／ガロン〜約４０ｇ／ガロン、約２０ｇ／ガロン〜約３０ｇ／ガロン、約３０ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約３５ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、又は約４０ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロンの範囲の量で存在する（すべて担体のガロンに関する）。
【００７４】
幾つかの事例では、銅含有粒子は、約１ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約２ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約３ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約４ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約５ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約６ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約７ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約８ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約９ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約１０ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約１５ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約２０ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約３０ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約１ｇ／ガロン〜約４０ｇ／ガロン、約１ｇ／ガロン〜約３０ｇ／ガロン、約１ｇ／ガロン〜約３０ｇ／ガロン、約１ｇ／ガロン〜約２０ｇ／ガロン、約１ｇ／ガロン〜約１０ｇ／ガロン、約２ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約４ｇ／ガロン〜約５０ｇ／ガロン、約４ｇ／ガロン〜約４０ｇ／ガロン、約４ｇ／ガロン〜約３０ｇ／ガロン、約４ｇ／ガロン〜約２０ｇ／ガロン、又は約４ｇ／ガロン〜約１０ｇ／ガロンの範囲の量で存在する（すべて担体のガロンに関する）。
【００７５】
１つ以上の実施形態において、担体は、本明細書に記載されるように、ポリマー、モノマー、結合剤、溶媒、又はそれらの組合せを含みうる。特定の実施形態では、担体は、表面（内表面又は外表面を含みうる）に施すために用いられる塗料である。
【００７６】
本明細書に記載される実施形態に用いられるポリマーには、熱可塑性ポリマー、ポリオレフィン、硬化ポリマー、紫外線−又はＵＶ−硬化ポリマー、ポリマーエマルション、溶媒系ポリマー、及びそれらの組合せが含まれうる。適切なポリマーの例としては、限定することなく：ポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃性ＰＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン（しばしばポリアミド（ＰＡ）とも呼ばれる）、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）（ＡＢＳ）、ＰＣ−ＡＢＳブレンド、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）とＰＢＴとのコポリマー、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とＰＥＴとのコポリマーを含む熱可塑プラスチック；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン（環状−ＰＯ）、変性ポリフェニレンオキサイド（ｍＰＰＯ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含むポリオレフィン（ＰＯ）；ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を含むアクリルポリマー；熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）；熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；及びこれらのポリマーの互いのブレンドが挙げられる。適切な射出成形可能な熱硬化性ポリマーは、エポキシ、アクリル、スチレン、フェノール、メラミン、ウレタン、ポリエステル、及びシリコーン樹脂を含む。他の実施形態では、ポリマーは、溶媒中に溶解されるか、あるいは、溶媒中に別個の相として分散されてよく、ラテックスなどのポリマーエマルションを形成する（これは、合成又は天然ゴム、若しくは重合から得られるプラスチックの水エマルションであり、とりわけ、コーティング（塗料として）及び接着剤に用いられる）。ポリマーは、フッ素化シラン、若しくは他の低摩擦性又は抗摩擦性材料を含みうる。ポリマーは、耐衝撃性改良剤；難燃剤；ＵＶ抑制剤；帯電防止剤；離型剤；ガラス、金属又は炭素の繊維又は粒子（球を含む）、タルク、粘土又は雲母を含むフィラー；及び着色剤を含みうる。モノマーの具体例としては、触媒硬化性モノマー、熱硬化性モノマー、放射線硬化性モノマー及びそれらの組合せが挙げられる。
【００７７】
１つ以上の実施形態において、材料は、約５質量％以下の量で材料中に存在しうる第四級アンモニウムを含む。幾つかの実施形態では、第四級アンモニウムは、約４．５質量％以下、約４質量％以下、約３．５質量％以下、約３質量％以下、約２．５質量％以下、約２質量％以下、約１．５質量％以下、約１質量％以下、約０．９質量％以下、約０．８質量％以下、約０．７質量％以下、約０．６質量％以下、約０．５質量％以下、約０．４質量％以下、約０．３質量％以下、約０．２質量％以下、又は約０．１質量％以下の量で材料中に存在する。第四級アンモニウムの最少量は、約０．０１質量％でありうる。
【００７８】
加工性、機械的特性及び担体と本明細書に記載される銅−ガラス粒子（用いられうる任意のフィラー及び／又は添加剤を含む）との間の相互作用を改善するため、処理剤／助剤が、本明細書に記載される物品に含まれていてもよい。例示的な処理剤／助剤は、固体又は液体の材料を含みうる。処理剤／助剤は、さまざまな押出成形の利点を提供することができ、シリコーン系油、ワックス、及び自由流動性フルオロポリマーを含みうる。他の実施形態では、処理剤／助剤は、機械的及び熱的特性を改善するためにポリマー複合材料の処理に用いられる、例えば、オルガノシラン／シロキサンのような有機ケイ素化合物などの相溶化剤／カップリング剤を含みうる。このような相溶化剤／カップリング剤は、ガラスを表面改質するために用いることができ、（３−アクリルオキシ−プロピル）トリメトキシシラン；Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン；３−アミノプロピルトリ−エトキシシラン；３−アミノプロピルトリメトキシシラン；（３−グリシドキシプロピル）トリメトキシシラン；３−メルカプト−プロピルトリメトキシシラン；３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン；及びビニルトリメトキシシランを含みうる。
【００７９】
幾つかの実施形態では、本明細書に記載される材料は、顔料を含むフィラーを含んでいてもよく、これらは、典型的には金属をベースとした無機物であり、色調及び他の目的のために添加されてもよく、例えば、アルミニウム顔料、銅顔料、コバルト顔料、マンガン顔料、鉄顔料、チタン顔料、スズ顔料、粘土土類（clay earth）顔料（自然に形成された酸化鉄）、炭素顔料、アンチモン顔料、バリウム顔料、及び亜鉛顔料が挙げられる。
【００８０】
本明細書に記載される銅含有ガラスを担体と合わせた後、本明細書に記載されるように、組合せた又は結果として得られる材料は、所望の物品へと成形されてよく、あるいは、表面に施されてもよい。材料が塗料を含む場合、該塗料は、表面に層として施されうる。本明細書に記載される材料を使用して形成されうる、このような物品の例としては、電子デバイス（例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット、動画再生装置、情報端末装置、ラップトップコンピュータ等）用の筐体、建築構造（例えば、カウンタートップ又は壁）、電化製品（例えば、調理台、冷蔵庫、及び食器洗浄機のドア等）、情報表示装置（例えば、ホワイトボード）、及び自動車部品（例えば、ダッシュボードパネル、フロントガラス、ウィンドウ部品等）が挙げられる。
【００８１】
本明細書に記載される材料は、色を付与するために顔料を含みうる。したがって、このような材料で作られたコーティング又は層は、担体の色、担体の混合物、及び負荷する粒子の量に応じて、多種多様な色を呈しうる。さらには、本明細書に記載される材料及び／又はコーティングは、ＡＳＴＭ  Ｄ４５４１で測定して、塗料の付着に対して悪影響を示さなかった。幾つかの事例では、材料又はコーティングの下地基板への付着は、基板の凝集強さよりも大きかった。言い換えれば、試験では、コーティングと基板との間の付着は、コーティングが基板の表面から分離する前に下地基板が故障するほど強かった。例えば、基板が木材を含む場合、コーティング又は層と基板との間の接着は、ＡＳＴＭ  Ｄ４５４１で測定して、約３００ｐｓｉ（約２０６８ｋＰａ）以上、４００ｐｓｉ（約２７５８ｋＰａ）以上、５００ｐｓｉ（約３４４７ｋＰａ）以上、６００ｐｓｉ（約４１３７ｋＰａ）以上、及びそれらの間のすべての範囲−部分範囲でありうる。幾つかの事例では、材料は、コーティング又は層として基板に適用された場合に、ＡＳＴＭ  Ｄ４４００で測定して、約３以上、約５以上、７以上、８以上、９以上、１０以上、１１以上、１２以上、１３以上、１４以上、又はさらには１５以上の垂れ防止指数の値を示す。
【００８２】
材料及び／又はコーティングは、家庭及び商業的用途での使用に十分な耐久性を示しうる。特に、材料は、コーティング又は層として基板に適用された場合に、ＡＳＴＭ  Ｄ４２１３で測定して、約４以上、５以上、６以上、７以上、並びにそれらの間のすべての範囲及び部分範囲の耐スクラブ性を示す。
【００８３】
１つ以上の実施形態において、材料及び／又はコーティングは、耐湿性でありうる。例えば、材料及び／又はコーティングを最高で約９５％の相対湿度の環境に２４時間曝露した後に、材料及び／又はコーティングは、抗菌活性の変化は示さなかった。
【００８４】
材料の１つ以上の実施形態は、材料が汚染物の存在又は増殖に対して抵抗性又は防腐性を示すように、銅含有ガラス及び、銅含有ガラスをある負荷レベルで有する担体を含みうる。汚染物には、菌類、細菌、ウイルス及びそれらの組合せが含まれる。幾つかの事例では、塗料、ワニスなどの材料における汚染物の存在又は増殖は、材料に変色を生じさせる可能性があり、材料の完全性を低下させる可能性があり、材料のさまざまな特性に負の影響を与える可能性がある。最小負荷量（例えば、約５質量％以下、約４質量％以下、約３質量％以下、約２質量％以下、又は約１質量％以下）の銅含有ガラスを担体に含めることにより、汚染物を排除又は低減することができる。幾つかの事例では、担体配合物は、汚染物が排除又は低減されている場合には、ある特定の成分を含む必要はない。よって、本明細書に記載される材料の１つ以上の実施形態で用いられる担体配合物は、銅含有ガラスを含まない既知の材料の場合に、以前に可能だったよりも多くの可撓性と多様性を有しうる。
【実施例】
【００８５】
さまざまな実施形態は、以下の実施例によってさらに明らかになるであろう。
【００８６】
実施例１〜３
実施例１Ａ〜１Ｇ、実施例２Ａ〜２Ｇ及び実施例３Ａ〜３Ｇは、表１に示されるように、３つの異なる白色塗料（すなわち、塗料１、塗料２及び塗料３）を含んでいた。塗料１は、Behr Process Corporation社からBehr Premium Plus、Paint and Primer in One、Interior Semi-Gloss Enamel、Ultra Pure White 3050という商品名で供給される白色塗料であり、塗料２は、Passonno Paints社からVinyl-Tech、Interior Flat Latex、SP-1342という商品名で供給される白色塗料であり、塗料３は、PPG Paints社からPPG Olympic One Paint、Interior Semi-Gloss Enamel、Base 1という商品名で供給される白色塗料であった。
【００８７】
比較例１Ａ、１Ｂ及び１Ｃは、銅−ガラス粒子又は第四級アンモニウムを含んでいなかった。比較例１Ｂ、２Ｂ及び３Ｂは、同じ量の第四級アンモニウムのみを含んでいた（及び、銅−ガラス粒子を含んでいなかった）。実施例１Ｃ〜１Ｇ、２Ｃ〜２Ｇ及び３Ｃ〜３Ｇは、実施例１Ｂ、２Ｂ及び３Ｂと同じ量の第四級アンモニウムを含んでおり、また、表１に示されるように、さまざまな量の銅−ガラス粒子を含んでいた。銅−ガラス粒子は、４５モル％のＳｉＯ２、３５モル％のＣｕＯ、７．５モル％のＫ２Ｏ、７．５モル％のＢ２Ｏ３及び５モル％のＰ２Ｏ５の組成を有していた。
【００８８】
【表１】
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【００８９】
結果的に得られる塗料を混合し、すぐにプラスチック基板に施し、２４時間乾燥させた。表１に示されるように、Ｌ＊、ａ＊、及びｂ＊値を測定し、Ｃ＊値を計算した。表１に示されるように、銅−ガラス粒子の添加は、塗料の知覚される色を顕著には変化させなかった。
【００９０】
実施例１Ｂ〜１Ｇ、２Ｂ〜２Ｇ及び３Ｂ〜３Ｇを、次に、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌に対する抗微生物効果について試験した。比較例１Ｂ、２Ｂ及び３Ｂは、塗料１、２又は３（それぞれ）及び０．５％の第四級アンモニウムを含んでいたが、銅含有ガラス粒子は含んでいなかった。図１に示されるように、第四級アンモニウムのみを含む（かつ、銅−ガラス粒子は含まない）比較例１Ｂ、２Ｂ及び３Ｂは、黄色ブドウ球菌において３の対数減少を示さなかった。また図１に示されるように、少量の銅−ガラス粒子の添加でさえも、抗微生物効果を顕著に増加させた。特に、実施例１Ｅ〜１Ｇ、２Ｇ及び３Ｃ〜３Ｇは各々、ＥＰＡ試験下で、黄色ブドウ球菌において３より大きい対数減少を示した。したがって、これらの実施例は、白色を呈するか又は無色であるとともに、健康上の利益のために黄色ブドウ球菌において必要とされる対数減少も示した。
【００９１】
本開示の態様（１）は、担体、銅含有粒子、及び第四級アンモニウムを含む材料に関し、該担体は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００の範囲のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しく、該材料は、EPA Test Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer試験条件下で、黄色ブドウ球菌の濃度において３より大きい対数減少を示す。
【００９２】
本開示の態様（２）は、銅含有粒子が銅含有ガラスを含む、態様（１）の材料に関する。
【００９３】
本開示の態様（３）は、銅含有粒子が酸化銅（Ｉ）を含む、態様（１）又は態様（２）の材料に関する。
【００９４】
本開示の態様（４）は、銅含有粒子が担体１ガロンあたり約５０ｇ以下の量で存在する、態様（１）から態様（３）のいずれかの材料に関する。
【００９５】
本開示の態様（５）は、第四級アンモニウムが約１％以下の量で存在する、態様（１）から態様（４）のいずれかの材料に関する。
【００９６】
本開示の態様（６）は、担体が、ポリマー、モノマー、結合剤、又は溶媒を含む、態様（１）から態様（５）のいずれかの材料に関する。
【００９７】
本開示の態様（７）は、担体が塗料を含む、態様（１）から態様（６）のいずれかの材料に関する。
【００９８】
本開示の態様（８）は、銅含有ガラスが、複数のＣｕ１＋イオンを含み、かつ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏのうちの少なくとも１つを含む、クプライト相を含む、態様（２）から態様（７）のいずれかの材料に関する。
【００９９】
本開示の態様（９）は、銅含有ガラスが、４０モル％超のＳｉＯ２を含むガラス相を含む、態様（１）から態様（８）のいずれかの材料に関する。
【０１００】
本開示の態様（１０）は、ガラス相がクプライト相より多い重量で存在する、態様（９）の材料に関する。
【０１０１】
本開示の態様（１１）は、クプライト相がガラス相中に分散されている、態様（９）又は態様（１０）の材料に関する。
【０１０２】
本開示の態様（１２）は、クプライト相及びガラス相の一方又は両方がＣｕ１＋を含む、態様（９）から態様（１１）の材料に関する。
【０１０３】
本開示の態様（１３）は、クプライト相が、約５マイクロメートル（μｍ）以下の平均主寸法を有する結晶を含む、態様（８）から態様（１２）のいずれかの材料に関する。
【０１０４】
本開示の態様（１４）は、クプライト相が分解性であり、水の存在下で浸出する、態様（８）から態様（１３）のいずれかの材料に関する。
【０１０５】
本開示の態様（１５）は、銅含有ガラスが、約５ナノメートル（ｎｍ）未満の深さを有する表面部分を含み、該表面部分が複数の銅イオンを含み、該複数の銅イオンの少なくとも７５％がＣｕ１＋である、態様（２）から態様（１４）のいずれかの材料に関する。
【０１０６】
本開示の態様（１６）は、複数の銅イオンの約２５％未満がＣｕ２＋である、態様（１５）の材料に関する。
【０１０７】
本開示の態様（１７）は、銅含有ガラスのクプライト相が、ガラスの少なくとも約１０質量パーセントを構成する、態様（２）から態様（１６）のいずれかの材料に関する。
【０１０８】
本開示の態様（１８）は、担体、銅含有ガラス粒子、及び第四級アンモニウムを含む無色材料に関し、ここで、該材料が層として表面に施され、１０分間以上乾燥された後に、該層は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００の範囲のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しく、材料は、EPA Test Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer試験条件下で、黄色ブドウ球菌の濃度において３より大きい対数減少を示す。
【０１０９】
本開示の態様（１９）は、銅含有ガラス粒子が、担体１ガロンあたり約５０ｇ以下の量で存在する、態様（１８）の材料に関する。
【０１１０】
本開示の態様（２０）は、第四級アンモニウムが、約１質量％以下の量で存在する、態様（１８）又は態様（１９）の材料に関する。
【０１１１】
本開示の態様（２１）は、担体が、ポリマー、モノマー、結合剤、又は溶媒を含む、態様（１８）から態様（２０）のいずれかの材料に関する。
【０１１２】
本開示の態様（２２）は、担体が塗料を含む、態様（１８）から態様（２１）のいずれかの材料に関する。
【０１１３】
本開示の態様（２３）は、銅含有ガラスが、複数のＣｕ１＋イオンを含み、かつ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏのうちの少なくとも１つを含む、クプライト相を含む、態様（１８）から態様（２２）のいずれかの材料に関する。
【０１１４】
本開示の態様（２４）は、銅含有ガラスが、４０モル％超のＳｉＯ２を含むガラス相をさらに含む、態様（２３）の材料に関する。
【０１１５】
本開示の態様（２５）は、ガラス相がクプライト相より多い重量で存在する、態様（２４）の材料に関する。
【０１１６】
本開示の態様（２６）は、クプライト相がガラス相中に分散されている、態様（２４）から態様（２５）のいずれかの材料に関する。
【０１１７】
本開示の態様（２７）は、クプライト相及びガラス相のうちの一方又は両方がＣｕ１＋を含む、態様（２４）から態様（２６）のいずれかの材料に関する。
【０１１８】
本開示の態様（２８）は、クプライト相が、約５マイクロメートル（μｍ）以下の平均主寸法を有する結晶を含む、態様（２３）から態様（２７）のいずれかの材料に関する。
【０１１９】
本開示の態様（２９）は、クプライト相が分解性であり、水の存在下で浸出する、態様（２３）から態様（２８）のいずれかの材料に関する。
【０１２０】
本開示の態様（３０）は、銅含有ガラス粒子の少なくとも１つが、約５ナノメートル（ｎｍ）未満の深さを有する表面部分を含み、該表面部分が複数の銅イオンを含み、該複数の銅イオンの少なくとも７５％がＣｕ１＋である、態様（１８）から態様（２９）のいずれかの材料に関する。
【０１２１】
本開示の態様（３１）は、複数の銅イオンの約２５％未満がＣｕ２＋である、態様（３０）の材料に関する。
【０１２２】
本開示の態様（３２）は、クプライト相が、ガラスの少なくとも約１０質量パーセントを構成する、態様（１８）から態様（３１）のいずれかの材料に関する。
【０１２３】
本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、さまざまな修正及び変形がなされうることは、当業者にとって明白であろう。
【０１２４】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１２５】
実施形態１
担体、
銅含有粒子、及び
第四級アンモニウム
を含む材料であって、
前記担体が、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００の範囲のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しく、
前記材料が、EPA Test Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer試験条件下で、黄色ブドウ球菌の濃度において３より大きい対数減少を示す、
材料。
【０１２６】
実施形態２
前記銅含有粒子が、銅含有ガラスを含むことを特徴とする、実施形態１に記載の材料。
【０１２７】
実施形態３
前記銅含有粒子が、酸化銅（Ｉ）を含むことを特徴とする、実施形態１又は２に記載の材料。
【０１２８】
実施形態４
前記銅含有粒子が、担体１ガロンあたり約５０ｇ以下の量で存在することを特徴とする、実施形態１〜３のいずれかに記載の材料。
【０１２９】
実施形態５
前記第四級アンモニウムが、約５質量％以下の量で存在することを特徴とする、実施形態１〜４のいずれかに記載の材料。
【０１３０】
実施形態６
前記担体が、ポリマー、モノマー、結合剤、又は溶媒を含むことを特徴とする、実施形態１〜５のいずれかに記載の材料。
【０１３１】
実施形態７
前記担体が、塗料を含むことを特徴とする、実施形態１〜６のいずれかに記載の材料。
【０１３２】
実施形態８
前記銅含有ガラスが、複数のＣｕ１＋イオンを含み、かつ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏのうちの少なくとも１つを含む、クプライト相を含むことを特徴とする、実施形態２〜７のいずれかに記載の材料。
【０１３３】
実施形態９
前記銅含有ガラスが、４０モル％超のＳｉＯ２を含むガラス相をさらに含むことを特徴とする、実施形態８に記載の材料。
【０１３４】
実施形態１０
前記ガラス相が、前記クプライト相より多い重量で存在することを特徴とする、実施形態９に記載の材料。
【０１３５】
実施形態１１
前記クプライト相が、前記ガラス相中に分散されていることを特徴とする、実施形態９又は１０に記載の材料。
【０１３６】
実施形態１２
前記クプライト相及び前記ガラス相のうちの一方又は両方が、Ｃｕ１＋を含むことを特徴とする、実施形態９〜１１のいずれかに記載の材料。
【０１３７】
実施形態１３
前記クプライト相が、約５マイクロメートル（μｍ）以下の平均主寸法を有する結晶を含むことを特徴とする、実施形態８〜１２のいずれかに記載の材料。
【０１３８】
実施形態１４
前記クプライト相が分解性であり、水の存在下で浸出することを特徴とする、実施形態８〜１３のいずれかに記載の材料。
【０１３９】
実施形態１５
前記銅含有ガラスが、約５ナノメートル（ｎｍ）未満の深さを有する表面部分を含み、該表面部分が複数の銅イオンを含み、ここで、前記複数の銅イオンの少なくとも７５％がＣｕ１＋であることを特徴とする、実施形態２〜１４のいずれかに記載の材料。
【０１４０】
実施形態１６
前記複数の銅イオンの約２５％未満がＣｕ２＋であることを特徴とする、実施形態１５に記載の材料。
【０１４１】
実施形態１７
前記銅含有ガラスのクプライト相が、前記ガラスの少なくとも約１０質量パーセントを構成することを特徴とする、実施形態２〜１６のいずれかに記載の材料。
【０１４２】
実施形態１８
担体、
銅含有ガラス粒子、及び
第四級アンモニウム
を含む材料であって、
前記材料が層として表面に施され、１０分間以上乾燥された後に、前記層が、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊系において、約９１〜約１００の範囲のＬ＊値、及び約７未満のＣ＊値を示し、ここで、Ｃ＊は、√（ａ＊２＋ｂ＊２）に等しく、
前記材料が、EPA Test Method for Efficacy of Copper Alloy as a Sanitizer試験条件下で、黄色ブドウ球菌の濃度において３より大きい対数減少を示す、
材料。
【０１４３】
実施形態１９
前記銅含有ガラス粒子が、担体１ガロンあたり約５０ｇ以下の量で存在することを特徴とする、実施形態１８に記載の材料。
【０１４４】
実施形態２０
前記第四級アンモニウムが、約５質量％以下の量で存在することを特徴とする、実施形態１８又は１９に記載の材料。
【０１４５】
実施形態２１
前記担体が、ポリマー、モノマー、結合剤、又は溶媒を含むことを特徴とする、実施形態１８〜２０のいずれかに記載の材料。
【０１４６】
実施形態２２
前記担体が塗料を含むことを特徴とする、実施形態１８〜２１のいずれかに記載の材料。
【０１４７】
実施形態２３
前記銅含有ガラスが、複数のＣｕ１＋イオンを含み、かつ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５及びＲ２Ｏのうちの少なくとも１つを含む、クプライト相を含むことを特徴とする、実施形態１８〜２２のいずれかに記載の材料。
【０１４８】
実施形態２４
前記銅含有ガラスが、４０モル％超のＳｉＯ２を含むガラス相をさらに含むことを特徴とする、実施形態２３に記載の材料。
【０１４９】
実施形態２５
前記ガラス相が、前記クプライト相より多い重量で存在することを特徴とする、実施形態２４に記載の材料。
【０１５０】
実施形態２６
前記クプライト相が、前記ガラス相中に分散されていることを特徴とする、実施形態２４又は２５に記載の材料。
【０１５１】
実施形態２７
前記クプライト相及び前記ガラス相のうちの一方又は両方が、Ｃｕ１＋を含むことを特徴とする、実施形態２４〜２６のいずれかに記載の材料。
【０１５２】
実施形態２８
前記クプライト相が、約５マイクロメートル（μｍ）以下の平均主寸法を有する結晶を含むことを特徴とする、実施形態２３〜２７のいずれかに記載の材料。
【０１５３】
実施形態２９
前記クプライト相が分解性であり、水の存在下で浸出することを特徴とする、実施形態２３〜２８のいずれかに記載の材料。
【０１５４】
実施形態３０
前記銅含有ガラス粒子の少なくとも１つが、約５ナノメートル（ｎｍ）未満の深さを有する表面部分を含み、該表面部分が複数の銅イオンを含み、ここで、前記複数の銅イオンの少なくとも７５％がＣｕ１＋であることを特徴とする、実施形態１８〜２９のいずれかに記載の材料。
【０１５５】
実施形態３１
前記複数の銅イオンの約２５％未満がＣｕ２＋であることを特徴とする、実施形態３０に記載の材料。
【０１５６】
実施形態３２
前記クプライト相が、前記ガラスの少なくとも約１０質量パーセントを構成することを特徴とする、実施形態１８〜３１のいずれかに記載の材料。
【図１】
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【国際調査報告】
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